JP2009180415A - 冷凍・空調装置の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】室外機の底板にドレン水などによる氷が溜まることを防止し、氷による室外機内の部品の故障を未然に防ぐ。
【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機１１と、熱交換器１３と、この熱交換器１３へ送風する送風機１を内部に有する冷凍・空調装置の室外機１であって、この室外機１の外郭底面を形成する底板４に、ドレン排水穴２０を備え、このドレン排水穴２０は、プレス加工により底板の内側から外側へ向けて打ち抜かれて貫通部外側周縁にカエリ２２が生じるように形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は冷凍・空調装置の室外機、例えば空気調和機の暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器を有する室外機から発生するドレン水の排水に関する。

冷凍・空調装置は、冷媒圧縮用の圧縮機とこの圧縮機で圧縮された高温高圧の冷媒を液化する凝縮器と、この凝縮器で液体となった冷媒を気化する蒸発器とを有する冷凍サイクルを備えている。

そして、例えばセパレートタイプの空気調和機において、室外機には、圧縮機と室外熱交換器と送風機が収容され、空気調和機の暖房運転時に室外熱交換器が蒸発器として機能するようになっている。この時、室外熱交換器すなわち蒸発器を通過する空気が冷却され、これによりドレン水が発生する。このドレン水は、室外機の底板に滴下し、蒸発器下部に設けられた排水穴から枠体外に排水される（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２１０４０９号公報（図２〜図５）

このように、暖房運転をしている時の蒸発器となる室外熱交換器は、液体となった冷媒が気化するために冷却されており、送風機によって送られる空気が冷却されるのでドレン水が発生する。このドレン水は、冬期などで室外空気が低温の時に氷結してしまい、排水穴の高さ位置を異ならせて設けても、これら排水穴が氷で順次塞がり、ドレン水が底板内に溜まって氷となる。この状態となると、やがてドレン水は枠体の底板の周囲から溢れだし、また、底板内に溜まった氷が室外機内の部品と接触し、部品を故障させる可能性があった。

本発明は以上の点に鑑み、室外機の底板にドレン水などによる氷が溜まることを防止し、氷による室外機内の部品の故障を未然に防いで、品質を向上させ、信頼性を確保できる冷凍・空調装置の室外機を得ることを目的とする。

本発明に係る冷凍・空調装置の室外機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換器と、この熱交換器へ送風する送風機を内部に有する冷凍・空調装置の室外機であって、この室外機の外郭底面を形成する底板に、ドレン排水穴を備え、このドレン排水穴は、プレス加工により底板の内側から外側へ向けて打ち抜かれて貫通部外側周縁にカエリが生じるように形成されてなるものである。

本発明の冷凍・空調装置の室外機において、プレス加工により底板の内側から外側へ向けて打ち抜かれた打抜き面、つまりドレン排水穴の内側のカドと外側のカドには、それぞれダレとカエリ（バリ）が形成されるが、これをそのまま利用する。したがって、ドレン水は、ドレン排水穴に向かって傾斜するダレに引き込まれてドレン排水穴に案内される。このため、ドレン排水穴部分まで流れてきたドレン水は、表面張力によっても留まることができず、ドレン排水穴から排水される。

以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る冷凍・空調装置の室外機の室外ユニットを示す正面図、図２はその概略冷媒回路図、図３はその要部であるドレン排水穴部分を拡大して示す断面図、図４はそのドレン排水穴の穴あけ加工要領を説明するための模式図、図５はその室外機の水平断面を上方から底板方面に見た断面図、図６はその図５のＡ−Ａ線矢視断面図であるが、熱交換器、圧縮機、他の外郭カバー、及び取付脚などは省略している。図７はドレン排水穴のカエリに起因する排水性悪化および氷の成長を示す比較例のドレン排水穴部分の断面図である。なお、ここでは空気調和機の室外機を例に挙げて説明する。

本実施形態の空気調和機の室外機は、室外機１の外郭が、図１のように天板２、側板３、及び底面を形成する有底枠状の底板４により形成され、底板４の下面両側に、取付脚５が設けられている。

冷媒回路は、図２のように冷媒を圧縮する圧縮機１１と、暖房時高温高圧のガス状の冷媒を液化する凝縮器１２と、暖房時液化した冷媒をガス化する蒸発器１３と、流量制御弁（減圧装置）１４とを、冷媒配管で閉ループに結合し、圧縮機１１によって冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成してなるものであり、室外機１内の底板４上に圧縮機１１と暖房運転時に蒸発器となる室外熱交換器（以下これを「蒸発器１３」という）と流量制御弁１４と送風機１５とが設けられている。送風機１５は、蒸発器１３による熱交換を促進するためのもので、蒸発器１３の近傍に配置されている。

また、底板４には、図５のようにドレン排水穴２０が複数箇所、すなわち蒸発器１３の下方に４箇所と送風機１５の羽根の先端と底板４との最接近部（以下、単に「最接近部」という）に１箇所形成されている。これらドレン排水穴２０は、図４のように打ち抜き加工によって底板４の内側から外側へ向け打ち抜かれたもので、ドレン排水穴２０の内側のカドと外側のカドに、図３のようにそれぞれダレ２１とカエリ（バリ）２２が形成されたままとなっているものである。

また、底板４には、前記最接近部を囲むように壁３０が形成され、最接近部にドレン水が流れ込んでくるのを防止できるようになっている。したがって、ドレン排水穴２０のうちの１つは壁３０の内側に配置されている。

以上のように構成される本実施形態の冷凍・空調装置の室外機すなわち空気調和機の室外機において、暖房運転時の冷媒は室内機の凝縮器１２で液化し、液体となった冷媒は室外機１の蒸発器１３に送られて気化して蒸発器１３を冷却する。冷媒が気化することによって冷却した蒸発器１３は、送風機１５で送られる空気によって暖められ、一方、空気は冷却されて冷風となり、吹き出される。このため、蒸発器１３を通過する空気中の水蒸気が凝縮してドレン水となる。一方、気体となった冷媒は、再び圧縮機１１に戻されて圧縮される。

蒸発器１３で空気が冷却されて発生し滴下するドレン水や雨などの室外機１内部に侵入したドレン水は、ドレン排水穴２０に向けて傾斜するダレ２１に引き込まれてドレン排水穴２０から排水される。このため、ドレン排水穴２０部分まで流れてきたドレン水は、表面張力により留まることなく（残水無く）、ドレン排水穴２０から排水される。

ところで、室外機の底板には、既述したように従来より排水穴が設けられているが、厳冬期や気候の寒い地方ではドレン水が凍り、氷で排水穴を塞いでドレン水が底板に溜まって氷が大きくなったり、氷が成長して大きくなり、室外機内部の部品（例えば蒸発器や送風機）に接触する場合があった。

本発明者は排水穴があるにもかかわらず、このようなことがなぜ、発生するのか研究した。その結果、次のようなことを見出した。すなわち、板金部材で形成される底板（ドレンパン）の排水穴は、図４に示すように底板４の材料部分を片面側に設けられたダイの反対側面からパンチで打ち抜くことで形成される。この時、底板４に打ち抜かれたドレン排水穴２０の反ダイ側周縁には、図３のように僅かではあるがダレ２１が形成され、ドレン排水穴２０のダイ側周縁には、カエリ（以下「バリ」という場合もある）２２が生じる。従来はこのバリが底板４の外側から内側へ向けて形成されていた。これは図６に示すように底板４の周囲を上方に絞って枠体に折り曲げ成形する際にドレン排水穴も同時に打ち抜いていたためである。

このカエリ２２は、図３，図４，図７では分りやすいように誇張して示しているが、実際は見た目にはよくわからないような非常に低い僅かな高さであり、打ち抜かれる面からのその高さは、パンチやダイ及び打ち抜かれる材料や厚さなどにより異なるが、例えば０．０５mm程度の高さなど数十μｍ程度の僅かなものである。このような僅かな非常に低い高さのカエリ２２であるため、これまではカエリ２２がドレン水の排水に影響を及ぼすという問題意識そのものが存在しなかった。しかし、本発明者による実験の結果、カエリ２２が底板４の内側にあると、例えカエリ高さが微小であっても、図７に示すようにドレン水の流れをせき止めて表面張力を増大させる傾向を示し、排水性が悪化し、底板４上でドレン水が溜まり、室外空気が低温の時に氷結してしまう場合があることが判明した。そして、ドレン排水穴２０付近に発生した氷は、次回排水する際の障害になり、これが氷の成長を加速させることが判った。つまり、図７（ａ）のようにカエリ２２が内側（上方）を向くようにドレン排水穴２０を形成すると、排水穴２０に流れて来たドレン水は、図７（ｂ）のように表面張力によりカエリ部分で僅かな量であるが止められて凍り（氷Ｗ１）、更に流れて来たドレン水が図７（ｃ）のようにその氷Ｗ１やカエリ２２に表面張力で留められて凍り（氷Ｗ２）、図７（ｄ）のようにそのように成長した氷Ｗ２にせき止められてさらに氷が大きく成長し（氷Ｗ３）、少しずつ段々と氷が大きく成長し、室外機１内の部品と接触するまでに氷が成長したり、氷がドレン排水穴２０を塞いで、終いには底板４が氷で溢れるように大きく成長してしまうことを見出した。

このように、蒸発器１３は氷結・解凍を繰り返し行っているので、暖房運転時のドレン水や、解凍時に溶けたドレン水の排水がうまくいかないと、蒸発器１３の下方のドレン排水穴２０付近で低外気によって氷結し、また蒸発器１３の下部に蓄積した氷が成長して下方にあるドレン排水穴２０を氷で覆ってしまう。

本実施形態の空気調和機の室外機においては、ドレン排水穴２０を図３，図４に示すように、底板４の外側にカエリ２２が生じるようにパンチで底板４の内側から外側に向けて打ち抜き加工しているので、ドレン水がドレン排水穴２０の周りで表面張力で残らずにスムーズにドレン排水穴２０から室外機１の外へと流れ出、氷がドレン排水穴２０の周りで生成され難く、氷が段々と成長し大きくなったり、ドレン排水穴２０を塞いでしまうことを防止することができる。

また、ドレン排水穴２０の内側周縁のダレ２１が、外側に（ドレン排水穴２０に向かって下方に）緩やかに傾斜しているので、さらに排水をさせ易くしている。

室外機１をコンパクトにするため、図６のように送風機１５を下方に配置すると、送風機１５の羽根の先端と底板４間の距離は近くなる。このため、送風機１５の羽根の先端と底板４との最接近部に、ドレン水による氷が発生し送風機１５の羽根に接触するまで成長してしまうと、送風機１５を故障させる可能性がある。本実施形態では、前記最接近部を囲むように底板４に壁３０を形成しているので、最接近部にドレン水が流れ込んでくるのを壁３０により阻止することができる。さらに底板４の最接近部にドレン排水穴２０を設けているので、例え壁３０の内側にドレン水が滴下しこれが最接近部に流れ込んだとしても、そこにドレン水が溜まることがなく、ドレン排水穴２０から排水される。このため、最接近部での氷の発生は防止され、送風機１５の故障を未然に防止することができる。また、この壁３０の内側のドレン排水穴２０も、底板４の外側にカエリ２２が生じるようにパンチで底板４の内側から外側に向けて打ち抜き加工しているので、ドレン水がこの壁３０の内側のドレン排水穴２０の周りで表面張力で残らずにスムーズにドレン排水穴２０から室外機１の外へと流れ出、氷がドレン排水穴２０の周りで生成され難く、氷が段々と成長し大きくなったり、ドレン排水穴２０を塞いでしまうことを防止することができる。なお、送風機１５のためのドレン排水穴２０は、最接近部が一番効果的であるが、近傍であればある程度、同様に効果が得られる。

ところで、底板４には高耐食性のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇからなる溶融メッキ鋼板を用いると底板４のプレス加工が行いやすいだけでなく、ダレ２１が内側に、カエリ２２が外側になるようにドレン排水穴２０を容易に形成できる。さらに、ドレン水がドレン排水穴２０を流れ易くなるので、ドレン水の流れによりドレン排水穴２０の切断面にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ溶融メッキ鋼板のメッキ層から流れ出たＭｇ含有Ｚｎ系保護皮膜が形成され易くなる。このため、ドレン排水穴２０の耐食性を向上させることができる。

このように、本実施形態によれば、空気調和機の暖房運転時に蒸発器１３で発生し底板４に滴下するドレン水を、打ち抜き時のカエリ方向に起因する表面張力による残水無く、ドレン排水穴２０からスムーズに排水することができる。

また、底板４の外側にカエリ２２が生じるようにパンチで底板４の内側から外側に向けて打ち抜き加工したドレン排水穴２０を、蒸発器１３の下部にも形成しているので、空気調和機の暖房運転時に蒸発器１３で発生し底板４に滴下するドレン水を、各ドレン排水穴２０からスムーズかつ確実に排水することができる。

なお、ここでは空気調和機の室外機に本発明を適用したものを例に挙げて説明したが、冷凍装置の室外機も構造は似通っており、冷凍装置の室外機の底板にも本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る冷凍・空調装置の室外機の室外ユニットを示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る冷凍・空調装置の概略冷媒回路図である。 本発明の一実施形態に係る冷凍・空調装置の室外機の要部であるドレン排水穴部分を拡大して示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る冷凍・空調装置の室外機のドレン排水穴の穴あけ加工要領を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係る冷凍・空調装置の室外機の水平断面を上方から底板方面に見た断面図である。 本発明の一実施形態に係る冷凍・空調装置の室外機の図５のＡ−Ａ線矢視に沿い熱交換器、圧縮機、他の外郭カバー、及び取付脚などは省略して示す断面図である。 ドレン排水穴のカエリに起因する排水性悪化および氷の成長を示す比較例のドレン排水穴部分の断面図である。

符号の説明

１ 室外機、４ 底板、１１ 圧縮機、１２ 凝縮器、１３ 蒸発器、１５ 送風機、２０ ドレン排水穴、２２ カエリ、３０ 壁。

Claims (6)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換器と、前記熱交換器へ送風する送風機を内部に有する冷凍・空調装置の室外機であって、
   前記室外機の外郭底面を形成する底板に、ドレン排水穴を備え、
   該ドレン排水穴は、プレス加工により前記底板の内側から外側へ向けて打ち抜かれて貫通部外側周縁にカエリが生じるように形成されてなることを特徴とする冷凍・空調装置の室外機。
2. 冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換器と、前記熱交換器へ送風する送風機を内部に有する冷凍・空調装置の室外機であって、
   前記室外機の外郭底面を形成する底板に、ドレン排水穴を備え、
   該ドレン排水穴は、前記底板における前記送風機の羽根の先端が接近する部位に配置されてなることを特徴とする冷凍・空調装置の室外機。
3. 冷媒を圧縮する圧縮機と、熱交換器と、前記熱交換器へ送風する送風機を内部に有する冷凍・空調装置の室外機であって、
   前記室外機の外郭底面を形成する底板に、その前記送風機の羽根の先端が接近する部位を囲む壁を形成したことを特徴とする冷凍・空調装置の室外機。
4. 前記壁の内側に、ドレン排水穴を設けたことを特徴とする請求項３に記載の冷凍・空調装置の室外機。
5. 前記ドレン排水穴は、プレス加工により前記底板の内側から外側へ向けて打ち抜かれて貫通部外側周縁にカエリが生じるように形成されてなることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の冷凍・空調装置の室外機。
6. 前記底板には、前記ドレン排水穴とは別のドレン排水穴も備えられており、該別のドレン排水穴も、プレス加工により該底板の内側から外側へ向けて打ち抜かれて貫通部外側周縁にカエリが生じるように形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の冷凍・空調装置の室外機。

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